2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on mesenchymal stem cells and their exosomes as aging regulators
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20K21572
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
葛谷 雅文 名古屋大学, 未来社会創造機構(医), 教授 (10283441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黄 哲 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (30745112)
朴 麗梅 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (60867208) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 老化 / サルコペニア / 間葉系幹細胞 / 細胞治療 / 老化制御 / エクソゾーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は老化促進マウス(SAMP10)を使用し、ヒト臍帯由来間葉系幹細胞 (UC-MSC)の全身投与で非投与対照群と比較し、加齢に伴うサルコペニアが抑制され、投与群の腓腹筋では対照と比較しMHC、Sirt1、PGC-1α、p-mTOR、p-ERK1/2、p-AKTならびにp-AMPKタンパクの発現が著しく増加していた。
昨年の結果からはUC-MSCs投与により骨格筋における筋タンパク合成の促進（異化の抑制）、さらには筋線維内のミトコンドリア活性化が想定される。実際UC-MSCs投与でMHCの増加や電顕での観察によりミトコンドリアの数ならびにサイズの増大を認めた。腓腹筋、ヒラメ筋における種々のmRNA発現を検討したところ、gp91phox（食細胞NADPHオキシターゼの主成分）、TNF-α、MCP-1の発現が対照と比較しUC-MSCs投与群で有意な増加を認めた。腓腹筋ならびにヒラメ筋のCD68+細胞数（マクロファージのマーカー）はUC-MSCs投与群（36週齢）で対照に比較し明らかに減少していた。またUC-MSCs投与群では両筋肉で対照と比較しアポトーシス（TUNEL染色）の減少を認めた。
UC-MSC由来のexosome投与においても対照と比較し、UC-MSCs投与とほぼ同様の筋力、持久力の改善ならびに筋量の増加を認めた。Exosomeのin vitro の効果を検討したところ、マウス筋芽細胞株のC2C12細胞を用いた系でH2O2により誘導されたアポトーシスに対する抑制作用、doxorubicinを用いた細胞老化の抑制作用、さらにはexosomeの筋芽細胞の分化促進作用を合わせて認めた。またUC-MSCのトレーサー研究において、尾静脈より投与された細胞はほとんどが肺にトラップされることがわかり、UC-MSCのサルコペニアへの効果はパラクライン的な効果がメインと思われた。
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